為「地心說」正名:雖然落敗,但它依然是科學理論

2020-09-23 懷疑探索者

地心說被取代,證明科學可以被推翻?你的理解錯了。為地心說正名:雖然落敗,但它依然是科學理論。

經常看見某些不懂科學概念的朋友在亂說,「科學可以被推翻」,既然科學可以被推翻,則科學也不一定靠譜:「今天的科學推翻昨天的科學,明天的科學推翻今天的科學,所以科學也是不能被信任的」。他們會舉出「地心說」的例子,說歷史上地心說是佔據了思想界1500多年的理論體系,還不是被更新的日心說「推翻」了嗎?這樣推導下去,今天所有的科學知識,或者科學理論,在明天也許就像當年的「地心說」一樣,被「未來科學」所推翻。比如,科學界不是堅決不承認特異功能、巫術醫學、易術玄學嗎?說不定未來這些東西就成為了新科學,從而取代今天的所有科學。

昨天,還有一位貌似「中立」的朋友,給我轉了某篇文章中這樣的一段話。這段話的內容是說:

對引力波現象的研究是不是科學研究?從1916年愛因斯坦提出引力波假說,到2016年人類實際觀測到引力波,歷時整整100年。在此期間,引力波一直是一個既沒有被證實也沒有被證偽的假說,完全符合證偽主義者所謂偽科學的標準,卻從來沒有人對此提出過質疑。而在中國傳統文化裡,有大量尚未得到證實或證偽的理論和觀點,如易學和佛學的宇宙本體論、中醫的經絡氣血論、五運六氣理論等,為什麼不可以把它們也看作一種假說?為什麼現在就要下結論說它們不科學或者是偽科學?如果和引力波一樣,它們中的某些觀點在未來100年間被證實了呢?為什麼我們沒有耐心去等待它們得到證實或證偽呢?

我對這位朋友說,這篇文章的思維方式存在巨大的問題,思想格局不高。文章所謂的「中立」,其實是一個幌子,本質上還是由於立場問題,在給玄學文化說好話。簡單地說,這個文章的作者,由於知識的匱乏,把科學界早就確認明白的東西,硬說成是「還有爭議」,或者是「尚未得到證實或證偽」,所以要求科學界要「等待」它們,不要否認它們。就僅以上述的文字看,開篇提到了引力波,提出引力波從被提出到證明,經歷了100年時間,則引力波假說在沒有被證明之前,不宜說它是偽科學。這就是暗示,作者所信仰的「易學和佛學的宇宙本體論、中醫的經絡氣血論、五運六氣理論等」,目前處於未被證實的引力波假說一個等級,是不宜去否認的。

易經八卦圖形

但是,我要對這個思想予以批評。引力波理論,並非是愛因斯坦的純思辨,而是從相對論方程中的推導結論。而相對論,建立在高等數學基礎上,是一個嚴密自洽的模型。即使在一開始沒有通過科學實驗的驗證(愛因斯坦有思想實驗),相對論和引力波理論依然屬於「科學假說」,而不可能是偽科學。

此外,也不存在作者所述的「引力波從來沒有被質疑過」。在歷史上,很多職業物理學家就質疑過引力波學說。2017年諾貝爾物理學獎得主、麻省理工學院物理學教授雷納·韋斯(Rainer Weiss),他曾經在年輕的時候就公開質疑過愛因斯坦的引力波學說,結果學校不但不反對他這樣做,還給他發科研經費,積極的鼓勵他去研究。結果,他在研究過程中發現更多有價值的東西,最後反而獲得了諾貝爾獎。

Rainer Weiss

而易學、佛學、經絡學,並沒有建立在自洽的數學模型之上,更沒有科學實驗的驗證,僅僅是一種純粹的思辨。我們即使不能說它們是偽科學,它們也僅僅是一種「個人假說」,而達不到「科學假說」的層次。

「個人假說」,含金量要低於「科學假說」。

「科學假說」,含金量要低於「科學理論」。

總而言之,人類的思想體系分為三個層次:

低層次:

僅有思辨,就是個人假說。這是最低的層次。

中層次:

思辨加上數學模型,給出科學驗證的方法,可以證偽,就是科學假說。這是稍高一個的層次。但是它還缺乏被科學實驗。

高層次:

在科學假說的基礎上,設計出一個邏輯上嚴密,實驗過程符合嚴格可控條件,可以無數次被重複,可以獨立驗證,符合概率統計規律的實驗方法,然後通過了這個實驗方法獲得了肯定,這個就是科學理論。科學理論是最高層次,意味著它在任何的一個時間段都是「有效」「有用」的。

對我而言:

對於「科學理論」,我予以支持,但時刻等待它被修正。

對於「科學假說」,我保持中立,耐心等待結果。

對於「個人假說」,我一律保持懷疑的態度。

在「個人假說」底下,還有一個更差層次的「偽科學」:「水變油」「心靈感應」「氣功外放」「瑜伽可以健身」之類就是標準的偽科學。這個暫且本次不予以討論。


問題在於,很多人認為,「地心說」曾經是科學,但是由於被歷史淘汰了,所以就淪落為「偽科學」了。他們認為,既然「地心說」這樣的「偽科學」可以被淘汰,那麼今天的眾多科學理論,是不是也會成為明天的「偽科學」呢?這樣推論,今天的「偽科學」,會不會反而成為明天的「科學理論」呢?

我要認真的說,你們的這些想法都是錯誤的。

首先,「地心說」絕對不是偽科學。它也曾經在人類文明思想史上有過貢獻,是人類智慧的體現。要知道,科學與偽科學的區別在於,科學是有用的,可以解決問題,而偽科學沒有用,不可以解決問題。而「地心說」,是一種被修正的科學理論, 不是偽科學,它在歷史上確實可以解決很多問題。

「地心說」模型

我們要簡略地了解一下什麼是「地心說」,和它的來歷。

「地心說」的創立者是克羅狄斯·託勒密,是公元90年左右出生的希臘裔羅馬人。他在他創立的宇宙圖景中,提出了:地球在宇宙的中心,月亮和五大行星在本輪和均論上做運動。這個觀點在我們今天看來,確實是錯誤的,但是在當時,具有劃時代意義。在他之前,歷史上還沒有真正意義上的天文學家,主要是哲學家們在做純粹的思辨活動。說穿了,這類思辨活動就是哲學家在瞎猜。但是他們對觀測和實證根本不屑一顧,也不會主動從幾何學角度入手去計算和推導。按照羅素的說法,哲學家只會研究問題,不會解決問題。

而具有高超數學能力和實踐精神的託勒密,他沒有僅僅停留在原始的哲學思辨階段,因為他付出了巨大心血,為每一個本輪均輪都依據自己的天文觀測數據詳細設計了大小、角度、速度,並且以此來計算和預測天體的位置。如果預測的天體位置與觀測到的不符,託勒密就會修正各種參數,增加本輪的數量。本輪的數量增加得越多,則預測的精確度越高。為了解決一年四個季節持續的天數不一致的問題,託勒密還天才地給出了解決方案,即把地球從宇宙的中心位置,移到了一個偏離圓心的位置點上。

克羅狄斯·託勒密

由於託勒密的不懈努力,「地心說」理論愈發的成熟,所以在預測天體運行軌跡上大顯身手。如果說在託勒密之前,所有的天文理論預測天體精確度為10,託勒密等於一下子將精確度提高到了95以上。使用「地心說」理論來預測天體位置,預報日食和月食,精確度達到了誤差不超過1個小時,預測五大行星的軌跡,誤差也絕對不超過幾天。而在此之前,這是不可想像的偉大成就,僅預報五大行星的軌跡,就沒有一個人成功過!是託勒密第一個比較精確的成功預報了五大行星軌跡。

這就是說,「地心說」並非是無用的,它是可以解決實際問題的,而且解決得相當出色。偽科學是沒有用的,「地心說」則是有用的,可以切實的解決問題,所以它不是偽科學,是當時的科學理論。甚至屬於那個年代的天文學大成。正因為「地心說」確實有用,真的可以解決問題,所以它可以被寫進天文學教材1500多年而沒有被取代過。

所以說,只要是「科學理論」,就一定是有用的,哪怕它後來被更新的科學理論所取代。「地心說」當然是不完全正確的,但是它作為曾經的科學理論,是並沒有被「日心說」所「徹底推翻」的。事實上,只要是科學理論,它們就一定不會被「徹底推翻」,而是被修正。「日心說」屬於修正了「地心說」,對它的一些正確的東西採取了繼承的態度。


還有一個例子,愛因斯坦自從提出的相對論被奉為經典之後,很多人就說相對論取代了牛頓的經典力學理論,但是牛頓的經典力學理論是基本上有用的,僅在某些條件下不適用。愛因斯坦的相對論是對牛頓理論適應範圍的延伸,而並不是是「徹底推翻」。因為牛頓經典力學和愛因斯坦相對論,都是科學理論,它們皆是能夠在各自的使用範疇內有效的解決問題的。正因為牛頓經典力學可以有效地解決問題,所以我們今天的中小學教科書裡面,依然在記載它們。如果牛頓經典力學是錯誤的,是被「徹底推翻」的,為什麼教科書還要記載它們呢?

愛因斯坦與相對論

記住我的話,只要是成為了「科學理論」,即使它有局限性,它也永遠不可能被「徹底的推翻」,而是永遠的在一定的適用範疇內保持有效性和實用性。可以說,古往今來,任何一個科學理論都不曾被徹底推翻過。也包括「地心說」理論。如果您證明歷史上有任何一個科學理論被徹底推翻過,「懷疑探索者」立即給您鞠躬致敬。

而「易學、佛學、經絡學」與「地心說」是迥然不同的思想體系。「地心說」是科學理論,並沒有被徹底推翻,而且有效。「易學、佛學、經絡學」則不屬於科學理論,也不屬於科學假說,它們都是標準的個人假說。

為什麼說它們是個人假說?我之前說了,僅有思辨,就是個人假說。僅有思辨,缺乏數學模型,缺乏科學實驗的驗證,則滯留在個人假說階段。

愛因斯坦的引力波學說,在沒有被科學實驗驗證的100年前,是「未經證實的科學假說」。因為它「思辨加上數學模型,給出科學驗證的方法,可以證偽」。僅僅差一個實驗驗證而已。一旦有了實驗驗證,科學假說立即升級為科學理論。一旦成為科學理論,就永遠不會被徹底推翻。

引力波想像圖

至於「地心說」,它是有一些缺陷,但是它依然屬於科學理論,因為它有數學模型,有觀測實驗的驗證,在預報天體軌跡的運用上已經證明是高精確度的。而「易學、佛學、經絡學」由於缺乏數學模型和實驗驗證,所以它們還只能算在個人假說裡面。


作者:懷疑探索者

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  • 地心說被取代,證明科學可以被推翻?你的理解錯了
    地心說被取代,證明科學可以被推翻?你的理解錯了。為地心說正名:雖然落敗,但它依然是科學理論。經常看見某些不懂科學概念的朋友在說,「科學可以被推翻」,既然科學可以被推翻,則科學也不一定靠譜:「今天的科學推翻昨天的科學,明天的科學推翻今天的科學,所以科學也是不能被信任的」。
  • 地心說很科學,日心說不全對
    地心說雖然不正確,但卻是科學的。託勒密的地心說理論認為,地球是宇宙的中心,靜止不動。月亮、太陽以及金木水火土五大行星都在各自的軌道上繞地球運動,最外側則是鑲嵌著星星的恆星天。為什麼地心說是科學的?因為一個理論科不科學,並不在於其是否正確,而在於其可以被證偽。地心說就可以被證偽。地心說是人類歷史上第一個建立在科學基礎上的宇宙模型,或者說是第一個太陽系模型。之所以說它是科學的,是因為該理論比較符合當時人類的天文觀測,並且能夠解釋一些天文現象。
  • 「地心說」雖然是錯誤的,它在人類探索宇宙中還是有意義的
    在很久很久以前,卻存在著一個與之相反的理論——地心說,即地球是宇宙的中心,星星以及太陽都是圍繞地球做周期性運轉。太陽繫結構圖在今天看來,這個「地心說」理論確實是有悖於常理,但是它曾經佔統治地位上千年,對當時人們的思維方式影響深遠
  • 從科學的含義來看,託勒密的地心說是科學的嗎?
    關於這個問題其實是一個很有趣的問題,我們可以直接給出答案:地心說是科學!那至於什麼這麼說,其實這要從科學本身說起。科學是什麼?如果我們都搞不清楚科學是什麼,其實我們也就無法判斷一個理論是不是科學。那科學到底是什麼呢?
  • 被醜化的「地心說」,其實是科學史上最偉大的理論
    被醜化的「地心說」,其實是科學史上最偉大的理論學過物理的,了解哥白尼同志的,都知道他在1543年發表的《天球運行論》,把地球從宇宙的中心拉到了一邊,把一直委屈的太陽大哥終於是放回了自己的位置。日心說從這時開始出現了逐步取代地心說的趨勢,但事情遠沒有這麼輕巧,因為地心說這種宇宙觀能夠統治人類數千年,它可不是一副沒用的皮囊,也不是光靠教會的權威在強行的推行和保障。
  • 被醜化的「地心說」,其實是科學史上最偉大的理論
    日心說從這時開始出現了逐步取代地心說的趨勢,但事情遠沒有這麼輕巧,因為地心說這種宇宙觀能夠統治人類數千年,它可不是一副沒用的皮囊,也不是光靠教會的權威在強行的推行和保障。哥白尼認為太陽是宇宙的中心,其他看起來位置經常會發生變化的行星(從水星到土星)當然包括地球在內以正圓的軌道圍繞太陽運行,在這些行星的軌道外依然是恆星天,以及由上帝掌控的原動力天。由於他所說的行星軌道是正圓,所造成的後果就是這套理論完全沒有由託勒密建立起來的本輪和均輪宇宙模型預測行星運行規律更加精確。
  • 從科學的含義來看,託勒密的地心說是科學的嗎?說出來你別不信
    「地心說」的理論起源於古希臘。它並不是託勒密提出的,而是在哲學家泰勒斯所創立的「米利都學派」中形成的,隨後由天文學家歐多克斯正式提出。後來,地心說又經由了亞里斯多德的補充,而託勒密只是進一步將它的細節「填補」得更加完善而已。
  • 有哪些看起來很荒謬,但實際上很科學的理論?
    很多人把地心說當作是偽科學來看待,但其實「地心說」也是一套非常嚴謹的科學理論。地心說誕生的背景我們知道,人類歷史上有4個較早的古國,分別是:古印度,古巴比倫,古埃及以及中國。這些文明古國都比較相似,都有一套嚴密的等級制度來治理人民,是由統治者來統治人們。但是古希臘是一個例外,這個文明是後來崛起的文明。
  • 有哪些看起來很荒謬,但實際上很科學的理論?
    很多人把地心說當作是偽科學來看待,但其實「地心說」也是一套非常嚴謹的科學理論。 地心說誕生的背景 我們知道,人類歷史上有4個較早的古國,分別是:古印度,古巴比倫,古埃及以及中國。
  • 哥白尼,一個為太陽正名的天文學家!
    它帶著無可阻擋的銳利,把中世紀黑暗的天空撕開了一道裂縫。然而,在哥白尼沒發表《天體運行論》之前,歐洲的人們都相信託勒密的學說《天文學大全》,這本書提出了一個龐大的「地心說」體系。其中論點就是認為地球是宇宙的中心,太陽和其他一切天體都是圍繞著地球轉的,而地球是巋然不動的。就是這個東西,統治了歐洲何止1000年!
  • 在哥白尼之前,這個「偽理論」多次用來抵制「地心說」
    後經亞里斯多德、託勒密進一步發展而逐漸建立和完善起來,逐漸形成了「地心說」。直到哥白尼的「日心說」問世,在加上眾多哲學家們的支持,「地心說」最終才被拋棄,事實上,在哥白尼之前,就有一位哲學家否定「地心說」的理論,他就是蘇格拉底哲學家菲洛勞斯,他提出了「反地球」理論來證明非地心說。那麼什麼是反地球理論呢?
  • 雖然已經被科學證實,但依然還有不少人相信的7個錯誤理論
    其實我們可以從這次疫情看出,有些國家的人,他們的思維邏輯非常的奇葩,對於科學的證據完全不相信,願意相信一些看起來毫無任何證據的偽科學,真的讓人大開眼界,實際上,在全世界像這樣的群體,還是有一些的,他們非常的痴迷於所謂的陰謀論,比如,地球是完全平行的,尼羅河水怪是真實存在的,根本不覺得這樣的理論很荒謬
  • 萬有理論需破除「地心說」
    然而,在早期人類觀念裡,「地心說」才是正統,存在了一兩千年。而且,翻閱歷史,我們發現,不論是什麼民族,或多或少都有「地心說」的影子,這個我們不難理解,古人抬頭看天,發現太陽、月亮、星星都在圍著我們在旋轉,加上人類唯我獨尊的基因,古人得到「地心說」的結論理所當然。現代人抬頭看到的和古人差別不大,但現代人大腦中明白太陽才是太陽系的中心,所以看到星星圍著我們轉才不會引起錯亂的意識。
  • 為什麼弦理論不是科學理論
    這一科學過程總是涉及到繼續收集更多的數據,當理論的有效性領域被超越時,繼續提煉或徹底取代假設,以及測試將理論置於進一步的驗證中。這就是科學發展的方式,不管我們是否認識到這一點。日心說取代了地心說,因為它解釋了地心說不能解釋的現象,包括:木星的衛星,金星和火星在不同季節的相和相對大小,還有彗星軌道的周期性。
  • 曾經被人「嘲笑」的四個科學理論,現在被證明是對的,你知道嗎
    有有些一開始被認為是荒謬的,被人嘲笑的理論,到了現代卻被證明是爭取的。 科學最科學的地方就是萬事無絕對,所有東西都是可以證偽的。今天我們就一起來看看曾經被人「嘲笑」的四個科學理論,現在卻被證明是正確的,你知道嗎? 一,大陸漂移說 在17世紀,就有人注意到地球的一些地方可能和其它地方是相連的,然後分開了。到了20世紀初,一位名為阿爾弗雷德·魏格納正式提出了大陸漂移說。但是由於沒有較為成熟的理論能夠證明漂移的極致問題,所以被所有物理學家的反對。
  • 天文學發展的三個階段:地心說、日心說、大爆炸說
    恆星天是鑲嵌著所有恆星的天球,它處在太陽、月亮和其他行星之外。在它外面,是推動天體運動的原動天。地心說是世界上第一個行星體系模型。它承認地球是「球形」的,並把行星從恆星中分離開來,致力於探索和揭示行星的運動規律,極大地推動了人類對宇宙的認識。儘管地心說把地球當做宇宙中心是錯誤的,然而它的歷史功績不容置疑。
  • 為什麼弦理論不是科學理論?
    日心說取代了地心說,因為它為地心說無法說明的現象作出了合理的解釋,包括:木星的衛星(圖片來源於: 維基百科的用戶Nichalp and Sagredo,日心模型中金星的相位和角度大小))似乎,通過稱其為「弦理論」而將其表示為一種科學問題的解決方案,我們已經給出了肯定的回答:是的,弦理論就是一種科學理論。但它僅僅是數學意義上的理論, 這意味著它有自己獨有的一套公式、假設、元素與由其推導的定理和推論。集合論、群論、數論都是數學理論的例子,弦理論也是如此。
  • 日心說推翻了地心說嗎?並沒有,日心說推翻的,其實是一個觀念
    比如你坐在車上,如果你選擇地面為參照系,那你就是運動的,如果你選擇車上的物體為參照系,你就是靜止的。託勒密的地心說,其實就是一種以地球為參照系的宇宙模型。而哥白尼的日心說,就是一種以太陽為參照系的宇宙模型。這裡頭,沒有誰對誰錯,就是參考系不同罷了。地心說認為,天上的行星,會圍繞地球做勻速圓周運動,這叫均輪。然後,行星自身又圍繞一個圓心做勻速圓周運動,這叫本輪。
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    網友提問:地心說真的大錯特錯嗎?太陽是否處於「中心」(即地球繞太陽旋轉)僅僅是一個任意的參考系決定,和地球在中心的說法一樣不靠譜嗎?物理學家:當你在這個瘋狂的大世界裡漫步,你完全沒有辦法去懷疑,你腳下的土地,並不是絕對靜止的,它還有著其他的運動(儘管事實的確如此)。
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    在過去眾多科學家建立的科學體系下,我們可以輕鬆地認識這個世界和宇宙,但對古人來說並沒有這麼容易。推翻「地心說」難嗎?哥白尼去世前才敢發布日心說,布魯諾被燒死。現在的人類大多知道太陽才是太陽系的中心,地球只是圍繞著太陽運動的眾多行星中的一顆而已。